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JP2001026774A - Heat storage material - Google Patents

Heat storage material

Info

Publication number
JP2001026774A
JP2001026774A JP2000183525A JP2000183525A JP2001026774A JP 2001026774 A JP2001026774 A JP 2001026774A JP 2000183525 A JP2000183525 A JP 2000183525A JP 2000183525 A JP2000183525 A JP 2000183525A JP 2001026774 A JP2001026774 A JP 2001026774A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat storage
storage material
temperature
heat
temperature range
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000183525A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsugi Ikegai
貢 生貝
Akira Fukuda
朗 福田
Tadashi Tsukano
正 塚野
Toshihiro Suzuki
敏浩 鈴木
Toshio Tashiro
敏雄 田代
Takao Yokose
隆夫 横瀬
Seiji Shibuya
誠司 澁谷
Shuji Sumiya
修二 角谷
Yoshinori Shirakata
芳典 白方
Yoichiro Iritani
陽一郎 入谷
Tadaaki Tanii
忠明 谷井
Mitsuyoshi Inobe
三嘉 射延
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEW TOKYO INTERNAT AIRPORT AUT
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
New Tokyo International Airport Authority
Original Assignee
NEW TOKYO INTERNAT AIRPORT AUT
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
New Tokyo International Airport Authority
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEW TOKYO INTERNAT AIRPORT AUT, Mitsubishi Heavy Industries Ltd, New Tokyo International Airport Authority filed Critical NEW TOKYO INTERNAT AIRPORT AUT
Priority to JP2000183525A priority Critical patent/JP2001026774A/en
Publication of JP2001026774A publication Critical patent/JP2001026774A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14Thermal energy storage

Landscapes

  • Manufacturing Of Micro-Capsules (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat storage material whose coagulation point and melting point can suitably be operated and which can effectively use the coagulation heat and the melting heat to enable heat storage and release. SOLUTION: This heat storage material is obtained by sealing a core substance accompanying phase changes in fine capsules comprising an organic film substance, and is used a slurry. Therein, the core substance is prepared by mixing two or more aliphatic hydrocarbons having different molecular weights.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、潜熱蓄熱システム
に適用される蓄熱材及びその製造方法に関する。
The present invention relates to a heat storage material applied to a latent heat storage system and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の潜熱蓄熱システムにおける蓄熱方
法として、例えば蓄熱材として水を用い、その水の融解
・凝固潜熱を利用した氷蓄熱方法が知られている。この
方法では、蓄熱時に0℃以下に冷却されたブライン(不
凍液)を用いて水を冷却することにより、氷として冷熱
を蓄え、放熱時に直接冷水を用いて、または間接的にブ
ラインを介して氷を融解して冷熱を取り出す。
2. Description of the Related Art As a heat storage method in a conventional latent heat storage system, for example, an ice heat storage method using water as a heat storage material and utilizing the latent heat of melting and solidification of the water is known. In this method, cold water is stored as ice by cooling water using brine (antifreeze) cooled to 0 ° C. or less during heat storage, and the ice is directly cooled using heat or indirectly through brine during heat radiation. Is melted and the cold heat is taken out.

【0003】この従来の氷蓄熱方法を用いた潜熱蓄熱シ
ステムでは、蓄熱する場合に冷凍機でブラインを−5℃
程度まで冷却する必要があるため、冷凍機の冷媒蒸発温
度を低くする必要があり、冷凍機の入力に対する蓄熱量
の比すなわち成績係数が低く、また、冷媒の蒸発温度低
下による冷媒ガス比体積増加に伴って同一の圧縮機では
冷凍能力低下が有る。また、氷を冷却するときにブライ
ンを使用する必要があり、その管理に注意が必要であ
る。
In the latent heat storage system using the conventional ice heat storage method, when storing heat, brine is cooled to -5.degree.
Because of the need to cool to the extent, it is necessary to lower the refrigerant evaporation temperature of the refrigerator, the ratio of the heat storage amount to the input of the refrigerator, that is, the coefficient of performance is low, and the refrigerant gas specific volume increases due to the decrease in the refrigerant evaporation temperature. As a result, the refrigerating capacity of the same compressor is reduced. In addition, it is necessary to use brine when cooling ice, and care must be taken in its management.

【0004】また、他の潜熱蓄熱システムの例として
は、常温で相変化する潜熱蓄熱物質の融解・凝固潜熱を
利用し、その潜熱蓄熱物質を芯物質としてカプセルやコ
ンテナ内に封入して冷水またはブラインを用いて冷却す
ることによって固体として冷熱を、または温水を用いて
加熱することによって液体として温熱を蓄え、放熱時に
は間接的に前記潜熱蓄熱物質を融解して冷熱を、凝固さ
せて温熱を取り出す方法が知られている。この常温で相
変化する潜熱蓄熱物質を利用する場合、潜熱蓄熱物質が
揮発性を有する場合や、共晶塩溶液中で用いられる場合
等の取扱い面から、カプセルやコンテナ内に封入する必
要がある。
As another example of a latent heat storage system, a latent heat storage material that changes phase at room temperature is utilized, and the latent heat storage material is encapsulated in a capsule or container as a core material to form cold water or water. Cooling as a solid by cooling using brine, or storing heat as a liquid by heating using warm water, and indirectly melting the cold heat by indirectly melting the latent heat storage material during heat radiation, taking out the heat by solidifying Methods are known. When using the latent heat storage material that changes phase at normal temperature, it is necessary to enclose the latent heat storage material in a capsule or container in terms of handling when the latent heat storage material has volatility or when used in a eutectic salt solution. .

【0005】一方、これらのカプセルやコンテナは、直
径70mmの球形のものや一辺が数10cmの矩形状あ
るいはプレート状コンテナが使用され、蓄熱槽容器内に
充填され静止状態で使用される。そして、蓄熱槽容器と
これらカプセルやコンテナの間の空間には、水やブライ
ンが充満される。
On the other hand, as these capsules and containers, spherical ones having a diameter of 70 mm or rectangular or plate-like containers having a side of several tens cm are used, filled in a heat storage tank and used in a stationary state. The space between the heat storage tank and these capsules or containers is filled with water or brine.

【0006】このような静置形カプセル方式とコンテナ
方式では、蓄熱時及び放熱時において、これらカプセル
やコンテナ(以下、蓄熱材容器と称する)と水等使用さ
れる熱媒流体との間の伝熱性能低下や、蓄熱材容器の壁
と潜熱蓄熱物質との間での熱抵抗が大きい。よって、放
熱時において加熱された潜熱蓄熱物質の温度や蓄熱時に
おいて冷却された潜熱蓄熱物質の温度と水等使用される
熱媒流体との温度差を、各状態で5℃程度以上とる必要
があり、蓄熱時と放熱時における水等使用される熱媒流
体の温度に10℃以上の温度差を設ける必要がある。す
なわち、5℃の冷水を取出そうとする場合、蓄熱時には
−5℃のブラインで冷却する必要がある。また、ブライ
ンを使用しない温度レベルで蓄熱しようとすると、冷水
取出し温度が10℃以上となり、一般空調等には直接利
用しがたい温度となる。
In such a stationary capsule system and a container system, during heat storage and heat release, heat transfer between the capsule or container (hereinafter referred to as a heat storage material container) and a heat medium fluid such as water is used. The performance is deteriorated, and the thermal resistance between the wall of the heat storage material container and the latent heat storage material is large. Therefore, the temperature of the latent heat storage material heated at the time of heat release or the temperature difference between the temperature of the latent heat storage material cooled at the time of heat storage and the temperature of the heat medium fluid used, such as water, must be about 5 ° C. or more in each state. Therefore, it is necessary to provide a temperature difference of 10 ° C. or more between the temperature of the heat medium fluid used such as water during heat storage and heat release. That is, when trying to extract cold water of 5 ° C., it is necessary to cool with brine of −5 ° C. when storing heat. Further, if it is attempted to store heat at a temperature level at which brine is not used, the temperature of taking out cold water becomes 10 ° C. or more, which is a temperature which is not directly usable for general air conditioning or the like.

【0007】このような潜熱蓄熱方法によるシステムの
問題を解決するために、潜熱蓄熱物質を芯物質として微
小なカプセル内に封入して構成した微小カプセルを、水
と混合してスラリー状態として流動性を持たせ(以下、
このスラリーを微小カプセルスラリーと称す)、伝熱性
能を向上させたシステムが知られている。このシステム
では、蓄熱時に、微小カプセルスラリーを熱交換器によ
り冷水またはブラインと熱交換させることで直接冷却す
ることにより、微小カプセル内の潜熱蓄熱物質に冷熱を
蓄える。また放熱時には、同様に微小カプセルスラリー
を熱交換器により戻り冷水またはブラインと熱交換させ
ることで直接加熱することにより、微小カプセル内の潜
熱蓄熱物質から冷熱を取り出す。
In order to solve the problem of the system using such a latent heat storage method, a microcapsule formed by encapsulating a latent heat storage material as a core material in a microcapsule is mixed with water to form a slurry to form a fluid. (Below,
This slurry is called a microcapsule slurry), and a system with improved heat transfer performance is known. In this system, during heat storage, the microcapsule slurry is directly cooled by exchanging heat with cold water or brine by a heat exchanger, thereby storing cold heat in the latent heat storage material in the microcapsules. Also, at the time of heat release, the microcapsule slurry is returned to the heat exchanger and exchanged heat with cold water or brine to directly heat, thereby extracting cold from the latent heat storage material in the microcapsules.

【0008】このような微小カプセルスラリー方式で
は、微小カプセル自体が流動し、伝熱面を介して熱媒流
体と熱交換することになり、前述した静置形蓄熱材容器
方式に比べて十分に高い熱伝達率が得られ、水等の一般
流体の値に近くかつ潜熱蓄熱物質の融点、凝固点に近い
温度の蓄放熱温度(微小カプセルスラリーと水等の使用
流体との温度差は、0.75℃〜3℃程度となる)を得
ることが可能になる。
[0008] In such a microcapsule slurry system, the microcapsules themselves flow and exchange heat with the heat transfer fluid through the heat transfer surface, which is sufficiently higher than the above-mentioned stationary heat storage material container system. The heat transfer coefficient is obtained, and the heat storage / radiation temperature close to the value of a general fluid such as water and close to the melting point and freezing point of the latent heat storage material (the temperature difference between the microcapsule slurry and the fluid used such as water is 0.75 C. to about 3 C.).

【0009】次に、冷熱利用温度域をみると、一般の大
型冷凍機の標準仕様温度は10℃入口/5℃出口、12
℃入口/7℃出口の二つの温度域が使用されている。ま
た、空調設備側では5℃差の温度域、大きくとも7℃差
の使用温度域となっている。地域熱供給については、1
2℃戻り/5℃送り、14℃戻り/7℃送り、13.5
℃戻り/6.5℃送りなど、熱供給される街区の特性に
応じて各熱供給施設により異なっている。また、昨今の
氷蓄熱方式では大温度差空調方式が採用され、15℃戻
り/2℃送りなど、種々の補機動力低減や配管設備小口
径化を図るなどの傾向がある。
Next, looking at the cold heat utilization temperature range, the standard specification temperature of a general large refrigerator is 10 ° C. inlet / 5 ° C. outlet, 12 ° C.
Two temperature zones are used: ° C inlet / 7 ° C outlet. On the air conditioning equipment side, the temperature range is 5 ° C. difference, and the operating temperature range is at most 7 ° C. difference. About district heat supply, 1
2 ° C return / 5 ° C feed, 14 ° C return / 7 ° C feed, 13.5
The heat supply facilities differ depending on the characteristics of the block to which heat is supplied, such as the return of ° C / the feed of 6.5 ° C. In recent years, a large temperature difference air-conditioning system has been adopted in the ice heat storage system, and there is a tendency to reduce various auxiliary machine powers and reduce the diameter of piping equipment, such as 15 ° C return / 2 ° C feed.

【0010】一方で、潜熱蓄熱物質を選定するとそれぞ
れ固有の相変化温度域が定まり、新規プラントでの使用
に制約がなされるなどの問題が往々にして生じている。
[0010] On the other hand, when a latent heat storage material is selected, a phase change temperature range peculiar to each is determined, and there are often problems such as restrictions on use in a new plant.

【0011】このように冷熱のための潜熱蓄熱物質で
は、既設設備への適用ならびに新規プラントでの使用を
考えた場合、融点、凝固点ならびに相変化温度域につい
て各ニーズに合った調整を行なうことが必要である。
As described above, in the case of the latent heat storage material for cold heat, in consideration of application to existing facilities and use in a new plant, it is possible to adjust the melting point, the freezing point, and the phase change temperature range according to each need. is necessary.

【0012】なお上記微小カプセルは、芯物質である潜
熱蓄熱物質を融点の高い物質とすることにより、温熱蓄
熱にも冷熱蓄熱と同様に使用できる。
The microcapsules can be used for hot heat storage as well as cold heat storage by using a latent heat storage material as a core material having a high melting point.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】上述したカプセルやコ
ンテナに潜熱蓄熱物質を封入して用いる方法において、
潜熱蓄熱物質(例えば脂肪族炭化水素など)に純物質を
用いた場合、純物質が固有の凝固点、融点を有するた
め、潜熱蓄熱物質の凝固点、融点を自在に操作すること
ができない。このため、一般には混合物からなる潜熱蓄
熱物質を用い、その混合比を変えることで潜熱蓄熱物質
の凝固点、融点の操作を行なう。
In the above-mentioned method of using a latent heat storage material encapsulated in a capsule or a container,
When a pure substance is used as a latent heat storage material (for example, an aliphatic hydrocarbon), the pure substance has a unique freezing point and melting point, so that the freezing point and melting point of the latent heat storage material cannot be freely manipulated. For this reason, a latent heat storage material composed of a mixture is generally used, and the solidification point and melting point of the latent heat storage material are controlled by changing the mixing ratio.

【0014】一方、前述した微小カプセルに潜熱蓄熱物
質を封入して用いる方法では、微小空間内に閉じ込めら
れた物質の融点や凝固点は、バルク状態すなわち数mL
(ミリリットル)以上の開放状態、例えば試験管内やビー
カー内で潜熱蓄熱物質自体について計測を行なった場合
の値と異なってくる。この現象の例として、自然界で雲
などを構成する数μmの水滴の氷結点が−20℃〜−4
0℃と大きな過冷却状態を呈することなどが知られてい
る。このため、純物質の場合や混合物質の場合でも、同
様に微小カプセル化して試験を行なわないと使用状態で
の値が判らないという工学的な問題がある。
On the other hand, in the above-described method in which a latent heat storage material is encapsulated in a microcapsule, the melting point and freezing point of the material confined in the microspace are in a bulk state, that is, several milliliters.
It differs from the value when the latent heat storage material itself is measured in an open state (milliliter) or more, for example, in a test tube or a beaker. As an example of this phenomenon, the freezing point of a water drop of several μm constituting a cloud or the like in nature is -20 ° C. to −4 ° C.
It is known that a supercooled state as large as 0 ° C. is exhibited. For this reason, even in the case of a pure substance or a mixed substance, there is an engineering problem that the value in the state of use cannot be known unless the test is carried out similarly by microencapsulation.

【0015】さらに、この微小カプセルの融点、凝固点
は、静的に示差走査型熱量計(DSC:Differential
Scanning Calorimetry)によって計測される値と、水
中のスラリー状態下で撹拌しながら計測した値(以下、
ダイナミック試験と称す)とに差異があり、蓄熱システ
ムの構成に当っては最終的にこのダイナミック試験によ
り融点、凝固点を求める必要がある。このため、潜熱蓄
熱物質の凝固点、融点の操作を適切に行なうことができ
ない。
Further, the melting point and freezing point of the microcapsule are statically determined by a differential scanning calorimeter (DSC).
Scanning Calorimetry) and the value measured with stirring in a slurry in water (hereinafter referred to as
Dynamic test), it is necessary to finally determine the melting point and the freezing point by the dynamic test when configuring the heat storage system. For this reason, the operation of the freezing point and melting point of the latent heat storage material cannot be properly performed.

【0016】また、混合物質の凝固、融解は、ある温度
域に対して幅を持って行なわれ、凝固温度曲線または融
解温度曲線における変曲点を用いて、凝固開始点、凝固
終了点及び融解開始点、融解終了点を便宜的に定義す
る。しかし、定義された凝固開始点、凝固終了点、及び
融解開始点、融解終了点の外側においても融解、凝固が
行なわれる場合がある。このため、使用温度域に相当な
余裕がない場合、その部分の凝固熱量、融解熱量を有効
に利用した蓄熱及び放熱を行なうことができないという
問題があり、在来の冷水利用最大温度差である7℃差な
どの既存供給条件下では、狭い融解、凝固温度域で相変
化する潜熱蓄熱物質が必要となる。
The solidification and melting of the mixed substance are performed with a certain temperature range with a certain width, and the solidification start point, solidification end point and melting point are determined by using inflection points in the solidification temperature curve or the melting temperature curve. The starting point and the melting end point are defined for convenience. However, melting and solidification may be performed outside the defined solidification start point, solidification end point, melting start point, and melting end point. For this reason, if there is no considerable margin in the operating temperature range, there is a problem that heat storage and heat dissipation cannot be performed effectively using the heat of solidification and heat of fusion of that portion, which is the conventional maximum difference in cold water use temperature. Under existing supply conditions, such as a 7 ° C difference, a latent heat storage material that changes phase in a narrow melting and solidification temperature range is required.

【0017】一方、狭い融解、凝固温度域で相変化する
潜熱蓄熱物質を用いると、その温度−比エンタルピー曲
線の屈曲度が大きくなり、熱交換器内のピンチポイント
の関係から、蓄熱冷水および放熱冷水の温度差が小さく
なり、蓄熱冷水および放熱冷水の流量を大きくする必要
がある。
On the other hand, when a latent heat storage material that changes phase in a narrow melting and solidifying temperature range is used, the degree of bending of the temperature-specific enthalpy curve becomes large, and the heat storage cold water and the heat radiation are reduced due to the pinch point in the heat exchanger. The temperature difference of the cold water becomes small, and it is necessary to increase the flow rates of the heat storage cold water and the heat radiation cold water.

【0018】本発明の第1の目的は、凝固点及び融点の
操作を適切に行なえ、凝固熱量及び融解熱量を有効に利
用した蓄熱及び放熱が可能な蓄熱材を提供することにあ
る。
A first object of the present invention is to provide a heat storage material capable of appropriately controlling the freezing point and melting point, and capable of storing and releasing heat by effectively utilizing the heat of solidification and the heat of fusion.

【0019】本発明の第2の目的は、冷水設計温度域内
に対応して凝固点及び融点の操作を適切に行なうことが
でき、かつ狭い温度域で凝固熱量及び融解熱量を有効に
利用した蓄熱及び放熱が可能な蓄熱材を提供することに
ある。
A second object of the present invention is to enable the operation of the freezing point and the melting point to be appropriately performed within the cold water design temperature range, and to effectively utilize the heat of solidification and the heat of fusion in a narrow temperature range. An object of the present invention is to provide a heat storage material capable of releasing heat.

【0020】本発明の第3の目的は、冷水設計温度域に
対応して任意の熱交換器温度条件に対し相変化を可能な
限り広げ、熱交換器内で極端なピンチポイント発生を抑
制し経済的な熱交換を行なうことが可能な蓄熱材を提供
することにある。
A third object of the present invention is to widen the phase change as much as possible for any heat exchanger temperature condition corresponding to the chilled water design temperature range, and to suppress the generation of extreme pinch points in the heat exchanger. An object of the present invention is to provide a heat storage material capable of performing economical heat exchange.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、本発明の蓄熱材及びその製造方法は以
下の如く構成されている。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems and achieve the object, a heat storage material and a method for manufacturing the same according to the present invention are configured as follows.

【0022】(1)本発明の蓄熱材は、有機系膜物質か
らなる微小なカプセル内に相変化を伴う芯物質が封入さ
れ、スラリーとして用いられる蓄熱材において、前記芯
物質は、脂肪族炭化水素を二種類以上混合して構成され
た。
(1) The heat storage material of the present invention is a heat storage material used as a slurry in which a core material with a phase change is encapsulated in a fine capsule made of an organic film material. It consisted of a mixture of two or more types of hydrogen.

【0023】(2)本発明の蓄熱材は上記(1)に記載
の蓄熱材であり、かつ前記芯物質は、脂肪族炭化水素で
あるテトラデカンとペンタデカンの混合物を主要構成物
質とし、前記芯物質において前記主要構成物質が80%
以上の重量比を有し、前記テトラデカンと前記ペンタデ
カンとの混合重量比は、前記テトラデカンが30乃至1
0%であるのに対し前記ペンタデカンが70乃至90%
であり、前記芯物質の重量混合比を操作することにより
凝固点及び融点を任意の設計温度域に対応させた。な
お,工業材料に有っては介在物があり,とくにペンタデ
カン(PD)は明記有無にかかわらず以降PD以上の分
子量成分を相当量含む場合や純物質による場合を含むも
のとする。
(2) The heat storage material of the present invention is the heat storage material according to the above (1), and the core material is a mixture of tetradecane and pentadecane, which are aliphatic hydrocarbons, as a main constituent material. 80% of the main constituents
The weight ratio of the tetradecane and the pentadecane is in the range of 30 to 1
Pentadecane is 70% to 90%
By manipulating the weight mixing ratio of the core substance, the freezing point and the melting point were made to correspond to an arbitrary design temperature range. It should be noted that there is an inclusion in the industrial material, and in particular, pentadecane (PD) includes a case where it contains a considerable amount of a molecular weight component higher than PD or a case where it is made of a pure substance regardless of whether or not it is specified.

【0024】(3)本発明の蓄熱材は上記(1)に記載
の蓄熱材であり、かつ前記芯物質は、工業用精製物とし
て、脂肪族炭化水素であるテトラデカンとペンタデカン
を主成分とした高分子成分の混合物を主要構成物質と
し、前記芯物質において前記主要構成物質が80%以上
の重量比を有し、前記テトラデカンと前記ペンタデカン
を主成分とした高分子成分との混合重量比は、前記テト
ラデカンが30乃至10%であるのに対し前記ペンタデ
カンを主成分とした高分子成分が70乃至90%であ
り、この高分子成分の中にはヘキサデカン以上の高分子
成分が10乃至15%含まれたものであり、前記芯物質
の主要構成物質の重量混合比を操作することにより凝固
点及び融点を任意の設計温度域に対応させた。
(3) The heat storage material of the present invention is the heat storage material according to the above (1), and the core material is, as an industrial refined product, mainly composed of aliphatic hydrocarbons tetradecane and pentadecane. The mixture of polymer components is a main constituent, the core constituent has a weight ratio of 80% or more in the core material, and the mixture weight ratio of the tetradecane and the polymer component containing pentadecane as a main component is: The polymer component containing pentadecane as a main component is 70 to 90% while the tetradecane content is 30 to 10%, and the polymer component containing hexadecane or higher is 10 to 15%. The solidification point and the melting point were made to correspond to an arbitrary design temperature range by manipulating the weight mixing ratio of the main constituent substances of the core substance.

【0025】(4)本発明の蓄熱材は上記(2)に記載
の蓄熱材であり、かつ前記芯物質は、工業用精製物とし
て、脂肪族炭化水素であるテトラデカンとペンタデカン
を主成分とした高分子成分の混合物を主要構成物質と
し、前記芯物質において前記主要構成物質が80%以上
の重量比を有し、前記芯物質に加え高分子量炭化水素成
分を添加することにより相変化温度域を前記設計温度域
に最大限対応させ、熱交換器温度差に極端なピンチポイ
ント発生を抑制させた。
(4) The heat storage material of the present invention is the heat storage material as described in (2) above, and the core material is mainly composed of aliphatic hydrocarbons tetradecane and pentadecane as an industrially purified product. A mixture of polymer components is used as a main constituent material, and the main constituent material has a weight ratio of 80% or more in the core material. By adding a high molecular weight hydrocarbon component in addition to the core material, the phase change temperature range is increased. The design temperature range was maximally supported, and the occurrence of extreme pinch points due to the heat exchanger temperature difference was suppressed.

【0026】(5)本発明の蓄熱材は上記(2)に記載
の蓄熱材であり、かつ前記設計温度域は、冷水の送り温
度2℃から戻り温度15℃までの範囲である。
(5) The heat storage material of the present invention is the heat storage material according to the above (2), and the design temperature range is a range from a feed temperature of cold water of 2 ° C. to a return temperature of 15 ° C.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】(第1の実施の形態)図1は、本
発明の第1の実施の形態に係る蓄熱材である微小カプセ
ルスラリーを適用した潜熱蓄熱システムの構成を示す図
である。この潜熱蓄熱システムは地域冷暖房に適用され
ており、図1に示すように、蓄熱槽(潜熱蓄熱槽)1、
熱交換器2、スラリー循環回路3、冷水循環回路4、及
び冷凍機5等により構成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a latent heat storage system using a microcapsule slurry as a heat storage material according to a first embodiment of the present invention. . This latent heat storage system is applied to district heating and cooling, and as shown in FIG. 1, a heat storage tank (latent heat storage tank) 1,
It comprises a heat exchanger 2, a slurry circulation circuit 3, a cold water circulation circuit 4, a refrigerator 5 and the like.

【0028】蓄熱槽1は、無数の微小カプセルを所定濃
度で水と混合してスラリー状態にした微小カプセルスラ
リー11を収容した容器である。各微小カプセルには、
常温レベルで相変化し潜熱を蓄える潜熱蓄熱物質が芯物
質の主要構成物質として封入されている。この潜熱蓄熱
物質としては、脂肪族炭化水素(パラフィン系炭化水
素)であるテトラデカン(TD)とペンタデカン(P
D)との混合物を用い、微小カプセルの皮膜としてはメ
ラミン樹脂(有機系樹脂)を用いている。各微小カプセ
ルに封入された芯物質の全重量のうち、80%以上をテ
トラデカンとペンタデカンとの混合物が占めるととも
に、前記芯物質内に過冷却防止剤も添加されている。ま
た、一つの微小カプセルの粒径は好ましくは1〜2μm
程度であるが、20μm程度以下であれば実用可能であ
る。
The heat storage tank 1 is a vessel containing a microcapsule slurry 11 in which a myriad of microcapsules are mixed with water at a predetermined concentration to form a slurry. Each microcapsule contains
A latent heat storage material that changes its phase at normal temperature and stores latent heat is enclosed as a main constituent of the core material. The latent heat storage materials include aliphatic hydrocarbons (paraffinic hydrocarbons) such as tetradecane (TD) and pentadecane (P
D), and a melamine resin (organic resin) is used as the film of the microcapsules. A mixture of tetradecane and pentadecane accounts for 80% or more of the total weight of the core substance encapsulated in each microcapsule, and a supercooling inhibitor is also added to the core substance. Also, the particle size of one microcapsule is preferably 1-2 μm.
However, if it is about 20 μm or less, it is practical.

【0029】蓄熱槽1には、スラリーポンプ6を備えた
スラリー循環回路3を介して熱交換器2が接続されてい
る。さらに、熱交換器2には、冷水ポンプ8を備えた冷
水循環回路4を介して冷凍機5内の蒸発器51が接続さ
れている。
The heat exchanger 2 is connected to the heat storage tank 1 via a slurry circulation circuit 3 having a slurry pump 6. Further, an evaporator 51 in the refrigerator 5 is connected to the heat exchanger 2 via a chilled water circulation circuit 4 having a chilled water pump 8.

【0030】したがって、蓄熱時及び放熱時は、スラリ
ーポンプ6を運転して蓄熱槽1内の微小カプセルスラリ
ー11を、スラリー循環回路3を通じて熱交換器2へ供
給する。また、冷水ポンプ7または冷水ポンプ8を運転
して冷水を、冷水循環回路4を通じて熱交換器2へ供給
する。これにより、熱交換器2において微小カプセルス
ラリー11と冷水の間で熱交換をすることができる。
Therefore, during heat storage and heat release, the slurry pump 6 is operated to supply the microcapsule slurry 11 in the heat storage tank 1 to the heat exchanger 2 through the slurry circulation circuit 3. The chilled water pump 7 or the chilled water pump 8 is operated to supply chilled water to the heat exchanger 2 through the chilled water circulation circuit 4. Thereby, heat exchange can be performed between the microcapsule slurry 11 and the cold water in the heat exchanger 2.

【0031】例えば、夜間の冷熱蓄熱時には、蓄熱槽1
から取出された微小カプセルスラリー11が熱交換器2
において冷凍機により冷却された3.5℃の冷水と熱交
換することにより冷却され、各微小カプセルの潜熱蓄熱
物質が固相へ変化する際に冷熱を蓄え、蓄熱槽1へ戻さ
れる。この循環を連続することにより、蓄熱槽1内は、
微小カプセルの潜熱蓄熱物質が固相へ変化した微小カプ
セルスラリーに置き換わり、蓄熱が完了する。
For example, when storing cold heat at night, the heat storage tank 1
Of the microcapsule slurry 11 taken out of the heat exchanger 2
Is cooled by exchanging heat with cold water of 3.5 ° C. cooled by a refrigerator. When the latent heat storage material of each microcapsule changes to a solid phase, the heat is stored in the heat storage tank 1. By continuing this circulation, the inside of the heat storage tank 1
The latent heat storage material of the microcapsules is replaced by the microcapsule slurry that has changed to the solid phase, and the heat storage is completed.

【0032】また、昼間の冷熱放熱時には、スラリー循
環回路3を切り替えて、各微小カプセルの潜熱蓄熱物質
が固相へ変化した微小カプセルスラリー11を熱交換器
2へ供給する。熱交換器2では冷水循環回路4を切り替
えて、負荷側からの戻り冷水(12℃)と微小カプセル
スラリーとを熱交換して、微小カプセルの潜熱蓄熱物質
が液相へ変化する際の冷熱を冷水に与える。この冷水は
送り冷水(5℃)として負荷側へ供給される。微小カプ
セルの潜熱蓄熱物質が相変化した微小カプセルスラリー
11は昇温され、蓄熱槽1へ戻される。
At the time of cooling heat radiation in the daytime, the slurry circulation circuit 3 is switched to supply the microcapsule slurry 11 in which the latent heat storage material of each microcapsule has changed to a solid phase to the heat exchanger 2. The heat exchanger 2 switches the chilled water circulation circuit 4 to exchange heat between the returned chilled water (12 ° C.) from the load side and the microcapsule slurry, thereby converting the cryogenic heat generated when the latent heat storage material of the microcapsules changes to the liquid phase. Give to cold water. This cold water is supplied to the load side as feed cold water (5 ° C.). The temperature of the microcapsule slurry 11 in which the latent heat storage material of the microcapsules has changed is raised and returned to the heat storage tank 1.

【0033】なお、冷凍機5は夜間の安価な電力を利用
して運転され、蒸発器51で生成した冷水を熱交換器2
へ供給する。蒸発器51により奪われた熱は、圧縮機5
2により昇圧され凝縮器53を介して冷却塔9から捨て
られる。
The refrigerator 5 is operated using inexpensive electric power at night, and cool water generated by the evaporator 51 is supplied to the heat exchanger 2.
Supply to The heat taken by the evaporator 51 is transferred to the compressor 5
The pressure is increased by 2 and is discarded from the cooling tower 9 via the condenser 53.

【0034】図1に示したように、放熱時に送り冷水の
温度が5℃、戻り冷水の温度が12℃である場合、熱交
換器2を介するため、熱交換器2へ供給される微小カプ
セルスラリーの温度と送り冷水の温度の間、及び熱交換
器2から戻される微小カプセルスラリーの温度と戻り冷
水の温度の間に、それぞれ0.75℃程度の温度差(設
計値)を設定すると(この場合、設計値は最小温度差を
示し、必ずしも出入側で等しくする必要性はない)、潜
熱槽1から熱交換器2へ供給される微小カプセルスラリ
ーの温度は4.25℃、熱交換器2から潜熱槽1へ戻さ
れる微小カプセルスラリーの温度は11.25℃にな
る。
As shown in FIG. 1, when the temperature of the feed chilled water is 5 ° C. and the temperature of the returned chilled water is 12 ° C. at the time of heat radiation, the microcapsules supplied to the heat exchanger 2 pass through the heat exchanger 2. When a temperature difference (design value) of about 0.75 ° C. is set between the temperature of the slurry and the temperature of the feed cold water, and between the temperature of the microcapsule slurry returned from the heat exchanger 2 and the temperature of the return cold water, respectively ( In this case, the design value indicates the minimum temperature difference, and it is not always necessary to make them equal on the entrance and exit sides.) The temperature of the microcapsule slurry supplied from the latent heat tank 1 to the heat exchanger 2 is 4.25 ° C. The temperature of the microcapsule slurry returned from 2 to the latent heat tank 1 is 11.25 ° C.

【0035】上記の場合、微小カプセル内の潜熱蓄熱物
質における固相から液相あるいは液相から固相への相変
化は、4.25℃と11.25℃の間で行なわれるのが
理想である。しかしながら、相変化は温度幅をもって起
こるため、11.25℃より高い温度域において未融解
分が残ったり、また4.25℃より低い温度域において
も未凝固分が残る場合がある。
In the above case, the phase change from the solid phase to the liquid phase or from the liquid phase to the solid phase in the latent heat storage material in the microcapsule is ideally performed between 4.25 ° C. and 11.25 ° C. is there. However, since the phase change occurs with a temperature range, unmelted components may remain in a temperature range higher than 11.25 ° C., or unsolidified components may remain in a temperature range lower than 4.25 ° C.

【0036】このため、潜熱蓄熱物質における4.25
℃と11.25℃の間の計測値と理論値を比較すると、
計測値で示される熱量(潜熱熱量+顕熱熱量)は理論値
で示される熱量(全潜熱熱量+顕熱熱量)よりも少なく
なる。また、微小カプセルスラリー状態においては、潜
熱蓄熱物質の凝固点が潜熱蓄熱物質のみのバルク状態で
測定した場合と異なるため、潜熱蓄熱物質の混合比が設
計温度域に対して適切でない場合、計測値と理論値の差
はさらに顕著になる。
For this reason, 4.25 in the latent heat storage material
Comparing the measured value between 1 ° C. and 11.25 ° C. with the theoretical value,
The amount of heat indicated by the measured value (latent heat amount + sensible heat amount) is smaller than the amount of heat indicated by the theoretical value (total latent heat amount + sensible heat amount). Also, in the microcapsule slurry state, the freezing point of the latent heat storage material is different from that measured in the bulk state of the latent heat storage material alone, so if the mixing ratio of the latent heat storage material is not appropriate for the design temperature range, the measured value The difference between the theoretical values becomes even more pronounced.

【0037】以下、微小カプセルスラリー11の潜熱蓄
熱物質が固相から液相あるいは液相から固相へ相変化す
る際の顕熱と潜熱による熱量の計測値と理論値の比を相
変化効率ηとし、下式のように定義することとする。
Hereinafter, the ratio of the measured value of the sensible heat to the latent heat storage material of the microcapsule slurry 11 when the phase change of the latent heat storage material from the solid phase to the liquid phase or from the liquid phase to the solid phase and the theoretical value is calculated as the phase change efficiency η. And is defined as the following equation.

【0038】η=(QS+QL)M/(QST+QLT) ここで、(QS+QL)Mは顕熱と潜熱による熱量の計測
値を示しており、QSTは顕熱量の理論値、QLTは潜熱の
全温度域熱量の理論値(DSC等による微小カプセルの
静的全熱量計測値で温度域は広い)を示している。
Η = (QS + QL) M / (QST + QLT) Here, (QS + QL) M indicates the measured value of the amount of heat due to sensible heat and latent heat, QST is the theoretical value of sensible heat, and QLT is the entire temperature range of latent heat. It shows the theoretical value of the calorific value (the temperature range is wide with the static total calorific value of the microcapsule measured by DSC or the like).

【0039】微小カプセルスラリーにおける熱量の計測
値(ダイナミック状態)と理論値が一致している場合、
相変化効率η=1となる。しかしながら、計測値と理論
値にずれが生じ、η<1となる。これは、ある温度域に
おける相変化の過程に沿って得た潜熱の熱量の計測値
と、十分広い温度域における相変化の示差走査型熱量計
により得られた潜熱の熱量の理論値とが異なってくるた
めである。
When the measured value (dynamic state) of the calorific value in the microcapsule slurry matches the theoretical value,
The phase change efficiency η = 1. However, a deviation occurs between the measured value and the theoretical value, and η <1. This is because the measured value of latent heat calorie obtained along the process of phase change in a certain temperature range is different from the theoretical value of latent heat calorie obtained by differential scanning calorimeter of phase change in a sufficiently wide temperature range. To come.

【0040】よって、相変化効率を向上させるために
は、融点、凝固点を適切に操作する必要がある。この操
作は、潜熱蓄熱物質の混合比を微小カプセルスラリー状
態(ダイナミック状態)で最適なものにすることにより
可能である。
Therefore, in order to improve the phase change efficiency, it is necessary to appropriately control the melting point and the freezing point. This operation can be performed by optimizing the mixing ratio of the latent heat storage material in the microcapsule slurry state (dynamic state).

【0041】図2の(a)及び(b)は、微小カプセル
スラリーにおける相変化温度の測定結果を示す図であ
る。図2の(a)は微小カプセルスラリーの融点測定の
結果例であり、加熱時の温度応答を示している。この測
定では、潜熱蓄熱物質が完全に凝固した微小カプセルス
ラリーを恒温槽に入れ、その微小カプセルスラリーの温
度変化を測定している。同図に示すように、微小カプセ
ルスラリーの温度は時間とともに上昇するが、ある温度
域においてその温度上昇は緩やかになり、その温度域に
おいて潜熱蓄熱物質が融解している。ここで、変曲点を
融解開始点、融解終了点と定義しようとすると、融解開
始の変曲点が不明瞭であるため、その前後の直線の各延
長線の交点を融解開始点と定義する。したがって、定義
された融解開始点(温度)より低い温度においても、あ
る量の融解は行なわれていることとなる。
FIGS. 2A and 2B are graphs showing the measurement results of the phase change temperature in the microcapsule slurry. FIG. 2A shows an example of the result of measuring the melting point of the microcapsule slurry, and shows the temperature response during heating. In this measurement, a microcapsule slurry in which a latent heat storage material is completely solidified is placed in a thermostat, and the temperature change of the microcapsule slurry is measured. As shown in the figure, the temperature of the microcapsule slurry increases with time, but in a certain temperature range, the temperature rise becomes gentle, and the latent heat storage material is melted in that temperature range. Here, when trying to define the inflection point as the melting start point and the melting end point, since the inflection point at the start of melting is unclear, the intersection of each extension line of the straight line before and after that is defined as the melting start point. . Therefore, even at a temperature lower than the defined melting start point (temperature), a certain amount of melting is performed.

【0042】一方、図2の(b)は微小カプセルスラリ
ーの凝固点測定の結果例であり、冷却時の温度応答を示
している。この測定では、潜熱蓄熱物質が完全に融解し
た微小カプセルスラリーを恒温槽に入れ、その微小カプ
セルスラリーの温度変化を測定している。同図に示すよ
うに、微小カプセルスラリーの温度は時間とともに低下
するが、ある温度域においてその温度低下は緩やかにな
り、その温度域において潜熱蓄熱物質が凝固している。
ここで、変曲点を凝固開始点、凝固終了点と定義しよう
とすると、凝固終了の変曲点が不明瞭であるため、その
前後の直線の各延長線の交点を凝固終了点と定義する。
したがって、定義された凝固終了点(温度)より低い温
度においても、ある量の凝固は継続していることとな
る。
On the other hand, FIG. 2B shows an example of the result of measurement of the freezing point of the microcapsule slurry, showing the temperature response during cooling. In this measurement, a microcapsule slurry in which a latent heat storage material is completely melted is placed in a thermostat, and the temperature change of the microcapsule slurry is measured. As shown in the figure, the temperature of the microcapsule slurry decreases with time, but in a certain temperature range, the temperature decreases gradually, and the latent heat storage material solidifies in that temperature range.
Here, when trying to define the inflection point as the solidification start point and the solidification end point, the inflection point at the end of solidification is unclear, so the intersection of each extension line of the straight line before and after that is defined as the solidification end point. .
Therefore, even at a temperature lower than the defined solidification end point (temperature), a certain amount of coagulation continues.

【0043】図3は、微小カプセルスラリーにおける温
度と比エンタルピーの関係を示した図である。同図に示
すように、微小カプセルスラリーの比エンタルピーは温
度の上昇とともに上昇するが、ある温度域においてその
温度上昇は緩やかになり、その温度域において潜熱蓄熱
物質が融解している。さらに、比エンタルピーが大きく
なると、温度上昇は急に大きくなり、温度と比エンタル
ピーの関係は比例関係となる。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the temperature and the specific enthalpy in the microcapsule slurry. As shown in the figure, the specific enthalpy of the microcapsule slurry increases as the temperature rises, but the temperature rise is slow in a certain temperature range, and the latent heat storage material is melted in the temperature range. Further, as the specific enthalpy increases, the temperature rise increases rapidly, and the relationship between the temperature and the specific enthalpy is proportional.

【0044】以上の通り、微小カプセルスラリーの融解
及び放熱はある温度幅を持っており、その温度幅が設計
温度域に入る様に設定することで相変化効率が大きくな
り、微小カプセルスラリーの持つ潜熱を有効に利用でき
ることとなる。
As described above, the melting and heat radiation of the microcapsule slurry have a certain temperature range, and the phase change efficiency is increased by setting the temperature range to be within the design temperature range. The latent heat can be used effectively.

【0045】以上の通り、微小カプセルスラリーの特性
とシステム構成例を記したが、次に相変化効率ηを指標
にした具体的な実施例について述べる。
As described above, the characteristics of the microcapsule slurry and an example of the system configuration have been described. Next, a specific embodiment using the phase change efficiency η as an index will be described.

【0046】図4は、以下に記す三つの実施例における
テトラデカン(TD)とペンタデカン(PD)以上成分
の混合比と相変化効率の相関を示す図である。図4で
は、テトラデカンの混合率(%)を横軸の左端において
100とし、徐々に減少させ右端において0としてい
る。また、ペンタデカン以上成分の混合率(%)を横軸
の左端において0とし、徐々に増大させ右端において1
00としている。横軸上では、テトラデカンの混合率と
ペンタデカン以上成分の混合率を加算すると、常に10
0%になる。また、縦軸に設計温度域での相変化効率を
示す。各純物質の融点はテトラデカンが5.9℃であ
り、ペンタデカンが9.9℃である。
FIG. 4 is a diagram showing the correlation between the mixing ratio of tetradecane (TD) and pentadecane (PD) or higher components and the phase change efficiency in the following three examples. In FIG. 4, the mixing ratio (%) of tetradecane is set to 100 at the left end of the horizontal axis, and gradually decreased to 0 at the right end. Further, the mixing ratio (%) of the pentadecane or higher component was set to 0 at the left end of the horizontal axis, gradually increased, and increased to 1 at the right end.
00 is set. On the horizontal axis, the sum of the mixing ratio of tetradecane and the mixing ratio of components higher than pentadecane is always 10%.
0%. The vertical axis indicates the phase change efficiency in the design temperature range. The melting point of each pure substance is 5.9 ° C. for tetradecane and 9.9 ° C. for pentadecane.

【0047】(第1実施例)本第1実施例は、微小カプ
セルスラリーにおいて、蓄熱設計温度域を4.25℃か
ら11.25℃の7℃差の場合の例であり、図4におい
てbで示す。放熱時の熱交換器での最小温度差を0.7
5℃とした場合、冷水等の利用温度差が5℃から12℃
の7℃差となる。なお、この熱交換器の設計最小温度差
時の蓄熱冷水温度は入口が3.5℃、出口が10.5℃
となり、一般の冷水冷凍機で対処可能な範囲である。
(First Embodiment) The first embodiment is an example in which the heat storage design temperature range is 7 ° C. difference from 4.25 ° C. to 11.25 ° C. in the microcapsule slurry. Indicated by The minimum temperature difference in the heat exchanger during heat release is 0.7
When the temperature is set to 5 ° C, the difference in the use temperature of cold water etc. is 5 ° C to 12 ° C
7 ° C. difference. The heat storage chilled water temperature at the design minimum temperature difference of this heat exchanger is 3.5 ° C at the inlet and 10.5 ° C at the outlet.
This is a range that can be dealt with by a general cold water refrigerator.

【0048】この温度域で相変化効率が最大となる点
は、PD以上80%−TD20%の混合比であり、96
%に達していることが判る。次に、この微小カプセルス
ラリーの蓄熱設計温度域において、PD−TDの混合比
を変えた場合の特性について記す。TD濃度を30%に
上げPD濃度を70%に下げると、微小カプセル内の潜
熱蓄熱物質の融点、凝固点は共に下がり、蓄熱時に微小
カプセルスラリーの温度下限4.25℃では未凝固成分
が多くなり、結果的に相変化効率が低下する。逆に、T
D濃度を10%に下げPD濃度を90%に上げると、放
熱時に微小カプセルスラリーの温度上限11.25℃で
は未融解成分が多くなり、相変化に寄与する微小カプセ
ル内の相変化物質が見かけ上少なくなり、同様に相変化
効率が低下する。
The point at which the phase change efficiency becomes maximum in this temperature range is a mixture ratio of 80% or more of PD to 20% of TD,
%. Next, characteristics when the mixing ratio of PD-TD is changed in the heat storage design temperature range of the microcapsule slurry will be described. When the TD concentration is increased to 30% and the PD concentration is decreased to 70%, both the melting point and the freezing point of the latent heat storage material in the microcapsules decrease, and the unsolidified component increases at the temperature lower limit of 4.25 ° C of the microcapsule slurry during heat storage. As a result, the phase change efficiency decreases. Conversely, T
When the D concentration is decreased to 10% and the PD concentration is increased to 90%, the unmelted component increases at the upper limit temperature of the microcapsule slurry of 11.25 ° C. during heat radiation, and phase change substances in the microcapsules contributing to the phase change are apparent. And the phase change efficiency also decreases.

【0049】このように、微小カプセルスラリーの蓄熱
設計温度域が4.25℃から11.25℃レンジの場
合、下限温度4.25℃での未凝固分と上限温度11.
25℃での未融解分が最も小さくなる点、すなわち相変
化効率が最も高くなる点のPD−TD混合比はPD80
%−TD20%であることが、図4のbに示す微小カプ
セルスラリーの熱量計測試験結果から得られた。
As described above, when the heat storage design temperature range of the microcapsule slurry is in the range of 4.25 ° C. to 11.25 ° C., the unsolidified component at the lower limit temperature of 4.25 ° C. and the upper limit temperature of 11.25 ° C.
The PD-TD mixture ratio at the point where the unmelted component at 25 ° C. is the smallest, that is, the point where the phase change efficiency is the highest is PD80.
% -TD was obtained from the calorimetric test results of the microcapsule slurry shown in FIG.

【0050】なお蓄熱利用温度は、微小カプセルスラリ
ーの蓄熱設計温度差に対する熱交換器の設計最小温度差
によって定まり、熱交換器のコストを押さえるためにこ
の熱交換器の設計最小温度差を例えば1.5℃とする場
合、冷水等の蓄熱利用温度域は、蓄熱時の冷水等温度条
件が入口で2.75℃、出口で9.75℃となり、放熱
時の冷水等温度条件が入口で12.75℃入口、出口で
5.75℃となる。
The heat storage utilization temperature is determined by the design minimum temperature difference of the heat exchanger with respect to the design temperature difference of the heat storage of the microcapsule slurry. In order to suppress the cost of the heat exchanger, the design minimum temperature difference of the heat exchanger is, for example, 1 When the temperature is set to 0.5 ° C., the temperature condition of cold storage or the like used for storing cold water is 2.75 ° C. at the inlet and 9.75 ° C. at the outlet when storing heat. 5.75 ° C at inlet and outlet at 75 ° C.

【0051】このように、相変化効率が最大となる微小
カプセルスラリーの蓄熱設計温度域と微小カプセル内の
潜熱蓄熱物質の混合比とは、1対1の依存関係がある。
そして、その冷水等の蓄熱利用温度域は、その熱交換器
の設計条件に応じて随意に設定可能である。
As described above, there is a one-to-one dependency between the heat storage design temperature range of the microcapsule slurry at which the phase change efficiency is maximized and the mixing ratio of the latent heat storage material in the microcapsules.
The heat storage utilization temperature range of the cold water or the like can be arbitrarily set according to the design conditions of the heat exchanger.

【0052】(第2実施例)本第2実施例は、微小カプ
セルスラリーの蓄熱設計温度域が2.25℃から9.2
5℃の7℃差の場合の例であり、これを図4においてa
で示す。この温度域で相変化効率が最大となる点は、P
D以上成分70%−TD30%の混合比であることが判
る。この混合比に対し、TD−PD比を第1実施例と同
様に10%づつ増減させると、それぞれ相変化効率は低
下する。
(Second Embodiment) In the second embodiment, the heat storage design temperature range of the microcapsule slurry is from 2.25 ° C. to 9.2.
This is an example in the case of a 7 ° C. difference of 5 ° C.
Indicated by The point at which the phase change efficiency is maximum in this temperature range is P
It can be seen that the mixing ratio is 70% of TD or more and 30% of TD. When the TD-PD ratio is increased or decreased by 10% in the same manner as in the first embodiment, the phase change efficiency decreases.

【0053】この第2実施例の冷水等の利用温度域は、
熱交換器の最小温度差を0.75℃とすると、蓄熱時の
冷水等温度条件として入口で1.5℃、出口で8.5℃
となり、一般の冷水冷凍機仕様より低めであるが、大温
度差の冷水供給対応機では対処可能な範囲といえる。一
方、放熱時の冷水等温度条件として入口で10.0℃、
出口で3.0℃が得られる。
The use temperature range of the cold water or the like of the second embodiment is as follows.
Assuming that the minimum temperature difference of the heat exchanger is 0.75 ° C., the temperature conditions for cold water during heat storage are 1.5 ° C. at the inlet and 8.5 ° C. at the outlet.
This is lower than a general chilled water refrigerator specification, but it can be said that a chilled water supply compatible machine with a large temperature difference can handle it. On the other hand, as the temperature condition of cold water at the time of heat release, 10.0 ° C.
3.0 ° C. is obtained at the outlet.

【0054】(第3実施例)本第3実施例は、微小カプ
セルスラリーの蓄熱設計温度域が6.25℃から13.
25℃の7℃差の場合の例であり、これを図4において
cで示す。この温度域で相変化効率が最大となる点は、
PD90%−TD10%の混合比であることが判る。こ
の場合、最高相変化効率は94〜95%に達する。この
混合比に対し、TD−PD比を同様に10%づつ増減さ
せると、それぞれ相変化効率が低下する。
(Third Embodiment) In the third embodiment, the heat storage design temperature range of the microcapsule slurry is from 13.25 ° C to 13.30 ° C.
This is an example in the case of a 7 ° C. difference of 25 ° C., which is indicated by c in FIG. The point where the phase change efficiency is maximum in this temperature range is
It can be seen that the mixing ratio is PD 90% -TD 10%. In this case, the maximum phase change efficiency reaches 94-95%. When the TD-PD ratio is similarly increased or decreased by 10% with respect to this mixture ratio, the phase change efficiency decreases.

【0055】この第3実施例の冷水等の利用温度域は、
熱交換器の最小温度差を0.75℃とすると、蓄熱時の
冷水等温度条件として入口で5.5℃,出口で12.5
℃が得られ、放熱時の冷水等温度条件として入口で14
℃,出口で7.0℃が得られる。
The use temperature range of the cold water or the like of the third embodiment is as follows.
Assuming that the minimum temperature difference of the heat exchanger is 0.75 ° C., the temperature conditions for cold water during heat storage are 5.5 ° C. at the inlet and 12.5 ° C. at the outlet.
° C is obtained.
° C., 7.0 ° C. at the outlet.

【0056】(第4実施例)本第4実施例は、微小カプ
セルスラリーにおいて、蓄熱設計温度域を2.25℃か
ら11.25℃の9℃差の場合の例であり、図4におい
てdで示す。放熱時の熱交換器での最小温度差を0.7
5℃とした場合、冷水等の利用温度差が3℃から12℃
の9℃差となる。なお、この熱交換器の設計最小温度差
時の蓄熱冷水温度は入口が1.5℃、出口が10.5℃
となり、一般の冷水冷凍機仕様より低めであるが、大温
度差の冷水供給対応機では対処可能な範囲といえる。
(Fourth Embodiment) The fourth embodiment is an example in which the design temperature range of heat storage is 9 ° C. difference from 2.25 ° C. to 11.25 ° C. in the microcapsule slurry. Indicated by The minimum temperature difference in the heat exchanger during heat release is 0.7
When the temperature is 5 ° C, the temperature difference between cold water etc. is 3 ° C to 12 ° C
Of 9 ° C. The heat storage chilled water temperature at the design minimum temperature difference of this heat exchanger is 1.5 ° C at the inlet and 10.5 ° C at the outlet.
This is lower than a general chilled water refrigerator specification, but it can be said that a chilled water supply compatible machine with a large temperature difference can handle it.

【0057】次に、この微小カプセルスラリーの蓄積設
計温度域において、PD−TDの混合比を変えた場合の
特性について記す。PD80%−TD20%の混合比で
比較すると、第1実施例の蓄熱設計温度4.25から1
1.25度の7℃差の場合に対し、相変化効率が、96
%を越える値となることが判る。これは、第1実施例の
7℃差の場合2.25℃から4.25℃の間で未凝固成
分であったものの潜熱蓄熱量が加算されたためであると
考えられる。次に、TD濃度を30%に上げPD濃度を
70%に下げると、微小カプセル内の潜熱蓄熱物質の融
点、凝固点は共に下がるが、第2実施例の蓄熱温度2.
25℃から9.25℃の7℃差の場合に対して、相変化
効率はわずかに大きくなることが判る。これは、第2実
施例の7℃差に対し、9.25℃から11.25℃の間
で未融解成分であったものの潜熱蓄熱量が加算されたた
めである。
Next, the characteristics when the mixing ratio of PD-TD is changed in the designed temperature range of the accumulation of the microcapsule slurry will be described. Comparing at a mixing ratio of PD 80% -TD 20%, the heat storage design temperature of the first embodiment was 4.25 to 1
For a 1.25 degree 7 ° C. difference, the phase change efficiency is 96
It can be seen that the value exceeds%. This is considered to be due to the fact that the latent heat storage amount of the unsolidified component was added between 2.25 ° C. and 4.25 ° C. in the case of the difference of 7 ° C. in the first embodiment. Next, when the TD concentration is increased to 30% and the PD concentration is decreased to 70%, both the melting point and the freezing point of the latent heat storage material in the microcapsule are lowered.
It can be seen that the phase change efficiency is slightly larger than the case of the difference of 7 ° C. from 25 ° C. to 9.25 ° C. This is because the latent heat storage amount of the unmelted component between 9.25 ° C. and 11.25 ° C. was added to the difference of 7 ° C. in the second embodiment.

【0058】このように、微小カプセルスラリーの蓄熱
設計温度域を広くとることにより、相変化効率は大きく
なる。
As described above, the phase change efficiency is increased by setting the thermal storage design temperature range of the microcapsule slurry wide.

【0059】以上のように、任意の地域冷暖房施設や空
調用に利用されることが予想される供給冷水温度域であ
る前述の4℃(最低2℃)から14℃(最高15℃)ま
での冷水等の設計温度域範囲内で、それぞれ最適な混合
比の微小カプセルを決定することにより、最も高い相変
化効率が得られる。
As described above, the supply chilled water temperature range from 4 ° C. (minimum 2 ° C.) to 14 ° C. (maximum 15 ° C.), which is expected to be used for arbitrary district cooling and heating facilities and air conditioning. The highest phase change efficiency can be obtained by determining the microcapsules having the respective optimum mixing ratios within the design temperature range of cold water or the like.

【0060】なお、本第1の実施の形態に示した微小カ
プセル内におけるテトラデカンの成分の重量混合比は、
主成分であるテトラデカンが98%、トリデカン(低融
点パラフィン)等が2%となっている。また、ペンタデ
カンの成分の重量混合比は、主成分であるペンタデカン
が86%、ヘキサデカンが12%、テトラデカン(高融
点パラフィン)が1%、その他1%となっている。ま
た、微小カプセルの皮膜としてはメラミン樹脂以外に有
機系樹脂であるポリアミド、あるいはスチレン等を用い
ることができる。
The weight mixing ratio of the tetradecane component in the microcapsule shown in the first embodiment is as follows:
98% of tetradecane as a main component and 2% of tridecane (low melting point paraffin) and the like. The weight mixing ratio of the components of pentadecane is 86% for pentadecane as a main component, 12% for hexadecane, 1% for tetradecane (high melting point paraffin), and 1% for others. Further, as the film of the microcapsule, an organic resin such as polyamide or styrene can be used in addition to the melamine resin.

【0061】(第5実施例)図5のaは、微小カプセル
スラリーの芯物質の主要構成物質である潜熱蓄熱物質の
重量比が大きく、狭い融解・凝固温度域で相変化する潜
熱蓄熱物質を用いた微小カプセルスラリーの熱交換器に
おける温度と比エンタルピーの関係を示したものであ
る。温度−比エンタルピーの関係を示す曲線において、
比エンタルピーの増加に対して温度変化の少ない潜熱域
と、比エンタルピーの増加に対して温度変化がほぼ1:
1となる顕熱域の区別が現れている。微小カプセルスラ
リーの芯物質における主要構成物質である潜熱蓄熱物質
の重量比率が高い場合に、このような潜熱域と顕熱域の
区別がはっきり現れる。
(Fifth Embodiment) FIG. 5A shows a latent heat storage material which has a large weight ratio of a latent heat storage material which is a main constituent material of a core material of a microcapsule slurry and changes phase in a narrow melting / solidification temperature region. Fig. 3 shows the relationship between the temperature of a used microcapsule slurry in a heat exchanger and the specific enthalpy. In the curve showing the relationship between temperature and specific enthalpy,
The latent heat region where the temperature change is small with respect to the increase in the specific enthalpy, and the temperature change with the increase in the specific enthalpy is approximately 1:
The distinction of the sensible heat region which is 1 appears. When the weight ratio of the latent heat storage material, which is the main constituent in the core material of the microcapsule slurry, is high, the distinction between the latent heat region and the sensible heat region is clearly apparent.

【0062】図5のbに、蓄熱時の微小カプセルスラリ
ーの比エンタルピーに対応する位置における蓄熱冷水の
温度をあわせて示す。微小カプセルスラリーの凝固開始
点が蓄熱冷水の温度と近接するピンチポイントとなって
おり、これ以上蓄熱冷水出口温度を高くできないことを
示す。
FIG. 5B also shows the temperature of the cold storage water at a position corresponding to the specific enthalpy of the microcapsule slurry during heat storage. The solidification start point of the microcapsule slurry is a pinch point close to the temperature of the heat storage cold water, indicating that the outlet temperature of the heat storage cold water cannot be raised any further.

【0063】一方、図5のcに放熱時の微小カプセルス
ラリーの比エンタルピーに対する位置における放熱冷水
の温度をあわせて示す。微小カプセルスラリーの放熱開
始点付近が放熱冷水の温度と近接するピンチポイントと
なっており、これ以上放熱冷水出口温度を低くできない
ことを示す。
On the other hand, FIG. 5C also shows the temperature of the radiating cold water at the position corresponding to the specific enthalpy of the microcapsule slurry during heat radiation. The vicinity of the heat radiation start point of the microcapsule slurry is a pinch point close to the temperature of the heat radiation cold water, which indicates that the temperature of the heat radiation cold water outlet cannot be further reduced.

【0064】図6のaは、微小カプセルスラリーの芯物
質の主要構成物質である潜熱蓄熱物質の重量比が小さい
場合や、他の分子量介在物混入により広い融解・凝固温
度域で相変化するように調整された潜熱蓄熱物質を用い
た微小カプセルスラリーの熱交換器における温度と比エ
ンタルピーの関係を示したものである。温度−比エンタ
ルピーの関係を示す曲線において、潜熱域と顕熱域の区
別が明確でなく、広い相変化でかつなだらかな変化とな
っている。
FIG. 6A shows that the phase change occurs in a wide melting / solidification temperature range when the weight ratio of the latent heat storage material, which is the main constituent of the core material of the microcapsule slurry, is small, or when other molecular weight inclusions are mixed. FIG. 3 shows the relationship between temperature and specific enthalpy in a heat exchanger of a microcapsule slurry using a latent heat storage material adjusted to a specific temperature. In the curve showing the relationship between the temperature and the specific enthalpy, the distinction between the latent heat region and the sensible heat region is not clear, and the phase change is wide and gentle.

【0065】図6のbに、蓄熱時の微小カプセルスラリ
ーの比エンタルピーに対応する位置における蓄熱冷水の
温度をあわせて示す。微小カプセルスラリーの凝固開始
点がなだらかな変化となるため、蓄熱冷水温度と近接す
るピンチポイントの温度差が図5と比較して大きくなっ
ており、冷水出口温度も高くできることを示す。一方、
図6のcに放熱時の微小カプセルスラリーの比エンタル
ピーに対する位置における放熱冷水の温度をあわせて示
す。微小カプセルスラリーの放熱開始点付近がなだらか
な変化となるため、放熱冷水と近接するピンチポイント
が図5と比較して低くなっており、放熱出口温度も低く
できることを示す。
FIG. 6B also shows the temperature of the heat storage cold water at a position corresponding to the specific enthalpy of the microcapsule slurry during heat storage. Since the solidification start point of the microcapsule slurry changes gradually, the temperature difference between the heat storage cold water temperature and the pinch point close thereto is larger than that in FIG. 5, indicating that the cold water outlet temperature can be increased. on the other hand,
FIG. 6C also shows the temperature of the cooling water at the position corresponding to the specific enthalpy of the microcapsule slurry during heat radiation. Since the vicinity of the heat radiation start point of the microcapsule slurry changes gradually, the pinch point close to the heat radiation cold water is lower than that in FIG. 5, indicating that the heat radiation outlet temperature can be lowered.

【0066】以上のように、微小カプセルスラリーの芯
物質の主要構成物質である潜熱蓄熱物質に対し他の分子
量介在物を混入する事によって、微小カプセルスラリー
の温度−比エンタルピー曲線の相変化域を広げるととも
に潜熱域,顕熱域の変化をなだらかにすることで、熱交
換器の蓄熱冷水及び放熱冷水とのピンチポイント温度差
を大きくする事ができ、極端な対数平均温度差低下を招
くことなく熱交換器の経済性を高めるとともに蓄熱冷水
出口温度及び放熱冷水出口温度を微小カプセルスラリー
入口温度に近づけることができる。
As described above, the phase change range of the temperature-specific enthalpy curve of the microcapsule slurry is obtained by mixing other molecular weight inclusions with the latent heat storage material, which is the main constituent material of the core material of the microcapsule slurry. By widening and changing the latent heat area and sensible heat area smoothly, the pinch point temperature difference between the heat storage cold water and the heat radiation cold water of the heat exchanger can be increased, without causing an extreme drop in the logarithmic average temperature difference. It is possible to increase the economical efficiency of the heat exchanger and to make the outlet temperature of the regenerative cold water and the outlet temperature of the radiating cold water close to the inlet temperature of the microcapsule slurry.

【0067】本発明は上記各実施の形態のみに限定され
ず、要旨を変更しない範囲で適宜変形して実施できる。
The present invention is not limited to the above embodiments, but can be implemented with appropriate modifications without departing from the scope of the invention.

【0068】(実施の形態のまとめ)本実施の形態で
は、微小カプセルスラリーを用いた潜熱蓄熱システムに
おいて、その潜熱蓄熱物質を脂肪族炭化水素であるテト
ラデカンとペンタデカンを主要構成物質としている。そ
して、送り冷水の温度が4℃(最低2℃)から7℃、返
り冷水の温度が12℃から14℃(最高15℃)である
冷水設計温度域に対して、テトラデカン:30%〜10
%、ペンタデカン以上成分:70〜90%の重量比の範
囲で混合割合を調整し、各微小カプセル内の融点、凝固
点を操作することで、上記設計温度域範囲内の任意の設
計温度レンジに対して微小カプセル内で相変化効率最大
(融解凝固熱量が最大)となる混合比の調整を行なうこ
とができる。
(Summary of Embodiment) In the present embodiment, in the latent heat storage system using the microcapsule slurry, the latent heat storage material is mainly composed of aliphatic hydrocarbons tetradecane and pentadecane. Then, for the cold water design temperature range where the temperature of the feed cold water is 4 ° C. (minimum 2 ° C.) to 7 ° C. and the temperature of the return cold water is 12 ° C. to 14 ° C. (maximum 15 ° C.), tetradecane: 30% to 10%
%, Pentadecane or higher component: By adjusting the mixing ratio in the range of 70 to 90% by weight and controlling the melting point and freezing point in each microcapsule, the temperature can be adjusted to any design temperature range within the above design temperature range. Thus, the mixing ratio that maximizes the phase change efficiency (the maximum heat of fusion and solidification) can be adjusted in the microcapsule.

【0069】また、前記芯物質における潜熱蓄熱物質に
対し他の分子量介在物を混入することにより、前記設計
温度域に対応した任意の熱交換器温度条件に対応させる
ことができる。
Further, by mixing other molecular weight inclusions with the latent heat storage material in the core material, it is possible to correspond to an arbitrary heat exchanger temperature condition corresponding to the design temperature range.

【0070】[0070]

【発明の効果】本発明によれば、凝固点及び融点の操作
を適切に行なえ、凝固熱量及び融解熱量を有効に利用し
た蓄熱及び放熱が可能な蓄熱材を提供できる。
According to the present invention, it is possible to provide a heat storage material capable of appropriately controlling the freezing point and the melting point, and capable of storing and releasing heat by effectively utilizing the heat of solidification and the heat of fusion.

【0071】本発明によれば、冷水設計温度域内に対応
して凝固点及び融点の操作を適切に行なうことができ、
かつ狭い温度域で凝固熱量及び融解熱量を有効に利用し
た蓄熱及び放熱が可能な蓄熱材を提供できる。
According to the present invention, the operation of the freezing point and melting point can be appropriately performed within the cold water design temperature range,
In addition, it is possible to provide a heat storage material that can effectively use heat of solidification and heat of fusion in a narrow temperature range and can store and release heat.

【0072】本発明によれば、冷水設計温度域に対応し
た任意の熱交換器温度条件に対応できる蓄熱材を提供で
きる。
According to the present invention, it is possible to provide a heat storage material that can cope with any heat exchanger temperature condition corresponding to the cold water design temperature range.

【0073】本発明によれば、大温度差の冷水を利用し
た蓄熱及び放熱が可能な蓄熱材を提供できる。
According to the present invention, it is possible to provide a heat storage material capable of storing and releasing heat using cold water having a large temperature difference.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態に係る蓄熱材である微小カ
プセルスラリーを適用した潜熱蓄熱システムの構成を示
す図。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a latent heat storage system to which a microcapsule slurry as a heat storage material according to an embodiment of the present invention is applied.

【図2】本発明の実施の形態に係る蓄熱材の融解時温度
応答特性と凝固時温度応答特性を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a temperature response characteristic during melting and a temperature response characteristic during solidification of the heat storage material according to the embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施の形態に係る蓄熱材の温度と比エ
ンタルピーの関係を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between temperature and specific enthalpy of the heat storage material according to the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施の形態に係るテトラデカンとペン
タデカンの濃度と相変化効率を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing the concentration and phase change efficiency of tetradecane and pentadecane according to the embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施の形態に係る潜熱蓄熱物質の重量
比が大きい場合の熱交換器における温度と比エンタルピ
ーの関係を示す図。
FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between temperature and specific enthalpy in the heat exchanger when the weight ratio of the latent heat storage material according to the embodiment of the present invention is large.

【図6】本発明の実施の形態に係る潜熱蓄熱物質の重量
比が小さい場合の熱交換器における温度と比エンタルピ
ーの関係を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between temperature and specific enthalpy in the heat exchanger when the weight ratio of the latent heat storage material according to the embodiment of the present invention is small.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…蓄熱槽 11…微小カプセルスラリー 2…熱交換器 3…スラリー循環回路 4…冷水循環回路 5…冷凍機 51…蒸発器 52…圧縮機 53…凝縮器 6…スラリーポンプ 7…冷水ポンプ 8…冷水ポンプ 9…冷却塔 10…冷却水ポンプ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Heat storage tank 11 ... Microcapsule slurry 2 ... Heat exchanger 3 ... Slurry circulation circuit 4 ... Cold water circulation circuit 5 ... Refrigerator 51 ... Evaporator 52 ... Compressor 53 ... Condenser 6 ... Slurry pump 7 ... Cold water pump 8 ... Cold water pump 9 ... Cooling tower 10 ... Cooling water pump

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福田 朗 千葉県成田市木の根字神台24 新東京国際 空港公団内 (72)発明者 塚野 正 千葉県成田市木の根字神台24 新東京国際 空港公団内 (72)発明者 鈴木 敏浩 千葉県成田市木の根字神台24 新東京国際 空港公団内 (72)発明者 田代 敏雄 千葉県成田市木の根字神台24 新東京国際 空港公団内 (72)発明者 横瀬 隆夫 千葉県成田市木の根字神台24 新東京国際 空港公団内 (72)発明者 澁谷 誠司 兵庫県高砂市荒井町新浜2丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 (72)発明者 角谷 修二 兵庫県高砂市荒井町新浜2丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 (72)発明者 白方 芳典 兵庫県高砂市荒井町新浜2丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 入谷 陽一郎 兵庫県高砂市荒井町新浜2丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 谷井 忠明 兵庫県高砂市荒井町新浜2丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 射延 三嘉 兵庫県高砂市荒井町新浜2丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Akira Fukuda, Inventor, 24, Kinone Jindai, Narita, Chiba Prefecture Inside the New Tokyo International Airport Corporation (72) Inventor, Tadashi Tsuno 24, Kinone Jindai, Narita, Chiba, Japan (72) Inventor Toshihiro Suzuki 24, Kinone Jindai, Narita City, Chiba Prefecture New Tokyo International Airport Corporation (72) Inventor Toshio Tashiro 24, Kinone Jindai, Narita City, Chiba Prefecture New Tokyo International Airport Corporation (72) Inventor Takao Yokose 24, Kinonejidai, Narita-shi, Chiba Pref. Inside the New Tokyo International Airport Corporation (72) Inventor Seiji Shibuya 2-1-1, Aramachi-cho, Niihama, Takasago-shi, Hyogo Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. 2-1-1 Niihama, Arai-machi, Takasago City, Hyogo Prefecture Inside the Takasago Works, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. (72) Inventor Yoshinori Shirakata Niihama, Arai-machi, Takasago City, Hyogo Prefecture 2-1-1, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Takasago Research Laboratory (72) Inventor Yoichiro Iriya 2-1-1, Araimachi, Takasago, Hyogo Prefecture Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Takasago Research Laboratory (72) Inventor Tadaaki Yai Takasago, Hyogo Prefecture 2-1-1, Niihama, Araimachi Inside the Takasago Laboratory, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. (72) Inventor Mika Shinka 2-1-1, Niihama, Araimachi, Takasago-shi, Hyogo Prefecture Inside the Takasago Laboratory, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】有機系膜物質からなる微小なカプセル内に
相変化を伴う芯物質が封入され、スラリーとして用いら
れる蓄熱材において、 前記芯物質は、分子量の異なる二種類以上の脂肪族炭化
水素を混合して構成されたことを特徴とする蓄熱材。
1. A heat storage material used as a slurry in which a core material with a phase change is enclosed in a fine capsule made of an organic film material, wherein the core material is at least two kinds of aliphatic hydrocarbons having different molecular weights. A heat storage material characterized by comprising a mixture of:
【請求項2】前記芯物質は、脂肪族炭化水素であるテト
ラデカンとペンタデカンの混合物を主要構成物質とし、
前記芯物質において前記主要構成物質が80%以上の重
量比を有し、 前記テトラデカンと前記ペンタデカンとの混合重量比
は、前記テトラデカンが30乃至10%であるのに対し
前記ペンタデカンが70乃至90%であり、 前記芯物質の主要構成物質の重量混合比を操作すること
により凝固点及び融点を任意の設計温度域に対応させた
ことを特徴とする請求項1に記載の蓄熱材。
2. The core material comprises, as a main constituent, a mixture of tetradecane and pentadecane, which are aliphatic hydrocarbons.
In the core material, the main constituent material has a weight ratio of 80% or more, and the mixing weight ratio of the tetradecane and the pentadecane is 30 to 10% for the tetradecane and 70 to 90% for the pentadecane. The heat storage material according to claim 1, wherein a solidification point and a melting point are made to correspond to an arbitrary design temperature range by controlling a weight mixing ratio of a main constituent substance of the core substance.
【請求項3】前記芯物質は、工業用精製物として、脂肪
族炭化水素であるテトラデカンとペンタデカンを主成分
とした高分子成分の混合物を主要構成物質とし、前記芯
物質において前記主要構成物質が80%以上の重量比を
有し、 前記テトラデカンと前記ペンタデカンを主成分とした高
分子成分との混合重量比は、前記テトラデカンが30乃
至10%であるのに対し前記ペンタデカンを主成分とし
た高分子成分が70乃至90%であり、この高分子成分
の中にはヘキサデカン以上の高分子成分が10乃至15
%含まれたものであり、 前記芯物質の主要構成物質の重量混合比を操作すること
により凝固点及び融点を任意の設計温度域に対応させた
ことを特徴とする請求項1に記載の蓄熱材。
3. The core material is an industrially purified product mainly composed of a mixture of high molecular components mainly composed of aliphatic hydrocarbons tetradecane and pentadecane. The weight ratio of the tetradecane and the polymer component containing pentadecane as a main component is 80% or more. The molecular component is 70 to 90%, and the high molecular component containing hexadecane or more is 10 to 15%.
2. The heat storage material according to claim 1, wherein a solidification point and a melting point are made to correspond to an arbitrary design temperature range by manipulating a weight mixing ratio of a main constituent substance of the core substance. 3. .
【請求項4】前記芯物質は、工業用精製物として、脂肪
族炭化水素であるテトラデカンとペンタデカンを主成分
とした高分子成分の混合物を主要構成物質とし、前記芯
物質において前記主要構成物質が80%以上の重量比を
有し、 前記芯物質以外の他の分子量物質を介在させることによ
り相変化域を前記設計温度域内で拡大し任意の熱交換器
内有効温度差を得ることを特徴とする請求項1に記載の
蓄熱材。
4. The core material is a refined product for industrial use, which is mainly composed of a mixture of high molecular components mainly composed of aliphatic hydrocarbons tetradecane and pentadecane. It has a weight ratio of 80% or more, and expands the phase change range in the design temperature range by interposing a molecular weight substance other than the core substance to obtain an effective temperature difference in an arbitrary heat exchanger. The heat storage material according to claim 1,
【請求項5】前記設計温度域は、冷水の送り温度2℃か
ら戻り温度15℃までの範囲であることを特徴とする請
求項2に記載の蓄熱材。
5. The heat storage material according to claim 2, wherein said design temperature range is a range from a feed temperature of cold water of 2 ° C. to a return temperature of 15 ° C.
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